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摘要：在高速公路领域，服务区作为公众驾乘车辆过程中一个非常重要的休息场所，同时也是交通运输行业为群众进行服务的一个重要窗口，随着物联网技术的发展，物联网在高速公路服务区领域应用越来越广泛，本文针对支撑智慧服务区建设的物联网平台架构及功能进行的初步探讨。
关键词：智慧服务区 物联网平台 Kubernetes
1引言
高速服务区是保证高速公路安全、畅通、方便、快捷通行的重要配套设施，一直以为被认为是高速公路重要的延伸产业。随着技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对高速公路服务区有了新的认识，希望智慧服务区，提供更优质的服务体验;同时，运营者也希望通过物联网、人工智能、大数据等技术，实现智慧服务区，提高自身运营绩效，降低运营成本，优化服务能力，提升品牌形象。
2. 发展现状及存在的问题
近年来，国内大部分省市自治区的服务区都进行了信息化建设，在网络优化及监控基础上，浙江、江苏、安徽等服务区不仅构建了统一经营管理平台，还通过新媒体平台、智能信息查询机、网上订餐预支付手段向公众提供更加便捷的服务;浙江、福建等将高速公路信息化与服务区信息化相结合，将服务区业务延伸至“驾驶过程中”。随着移动互联网的深入发展，也有更多的省份开始服务区电商平台的设计与研发，抢占未来市场。
但是，随着信息技术和网络技术的发展，国内大部分服务区仍然存在以下问题：
（1） 信息化建设盲目性;
（2） 各信息化平台相对独立，缺乏统一管理和协同;
（3） 数据种类繁多，数据归口不统一;
（4） 信息系统积累的数据并未对经营管理和公众服务提供有力的支撑等问题;
因此，如何总结和重新审视服务区的信息化建设，使其在“网络化”的同时，实现“万物互联”，通过“物联网”手段，为下一阶段的经营工作提供“数据”依据，将是智慧服务区建设的重要目标之一。
3. 物联网平台设计
结合高速服务区信息化发展面临的问题及满足未来服务区物联网应用发展需求，本文探讨针对服务区应用的物联网平台设计。
3.1 平台基础架构
作为未来能够为服务区运营工作提供“数据”依据的平台，物联网平台必须具备成熟先进、功能使用、平台稳定、安全可靠、扩展灵活、标准开放、经济实用的功能。
物联网平台总体框架规划如下：
为了满足服务物联网业务灵活增加和扩展，物联网平台采用全分布式、可弹性扩展、基于Docker技术的微服务架构。物联网平台提供通用PaaS功能，包括架构管理子系统、安全管理子系统及认证管理子系统。同时，还需提供物联网基础服务，包括连接管理子系统、设备管理子系统以及用户管理子系统等。
物联网平台需具备如下技术特性：
1） 成熟先进性
物联网平台整体底层基于Kubernetes架构。Kubernetes是一个开源系统，用来自动部署、缩放和管理容器的编排系统，它可以使用多语言并且提供原语服务开通、运行、缩放和分布式管理系统。与此同时Kubernetes是一个多语言和未可知语言的容器管理平台，可以运行原生云和运行传统容器化应用程序。
2） 功能实用性
为保证领域拓展智慧服务区的物联网应用，物联网平台需采用微服务架构。最近几年，微服务架构迅速在整个技术社区蹿红，它被认为是IT软件架构的未来方向。
首先，通过分解巨大单体式应用为多个服务方法解决了复杂性问题。
第二，这种架构使得每个服务都可以有专门开发团队来开发。
第三，微服务架构模式是每个微服务独立的部署。
最后，微服务架构模式使得每个服务独立扩展。
3） 平台稳定性
对于生产环境的应用集群来说，故障是很难完全避免的，所以建立完善的监控预警机制，能够提高遇到问题时的响应速度，帮助快速发现问题，及时通知相关技术人员对故障进行修复，有效的避免或者降低用户损失。与此同时，也必须做好流量控制，防止突发的大流量将服务器压垮。
4） 安全可靠性
为防范未来服务区海量的物联设备对业务应用产生的安全问题，要求在数据保护、防止利用智能终端设备进行远程攻击等方面进行安全管控，采取积极主动防范措施，进一步提高安全性。
5） 灵活扩展性
平台整体采用微服务架构，业务结构拆分明细，在保证对整体业务在线动态横向扩展的同时，也能满足对关键业务的动态扩容。
6） 标准开放性
物联网平台微服务架构基于Docker容器标准，籍此标准可快速定制业务镜像，无缝接入平台。物联网平台提供丰富的REST API，API基于国际标准和国家、行业、企业的有关标准，极大的方便了设备和服务的对接，也为之后的业务拓展奠定了基础。
7） 经济实用性
物联网平台以容器为运行单元，单位机器运行业务服务更多，减少资源消耗，节省硬件开支。物联网平台采用的微服务架构优势在于可对业务细化拆分，籍此保证只扩展关键业务，以此保证以最小资源，支撑更多服务。除此之外，微服务架构还有，开发周期短，迭代方便等一系列优势，减少了人力成本。
3.2 平台功能实现
支撑智慧服务区建设的物联网平台需包含“设备管理”、“连接管理”两个大核心功能，在系统设计时主要涉及管理管理子系统和连接管理子系统。
3.3 连接管理子系统设计
物聯网平台需要支持WIFI、NB-IoT、RFID等不同终端设备的接入，同时支持与其他智慧服务区应用系统的对接。连接管理子系统主要支持网关、终端等设备的连接管理，支持包括WebSocket、MQTT、UDP、TCP、LoRa、NBIoT协议的接入。
（1） 支持网关设备的连接管理
物联网平台网关连接管理用于物联网网关通过MQTT、WebSocket、LoRa等协议接入平台，支持网关接入认证、网关上下线通知等功能。
（2）支持终端设备的连接管理
物联网平台支持物联网终端通过MQTT、LoRa、NB-IoT、UDP、TCP等协议或通过物联网网关进行接入，支持终端的接入认证、终端上下线通知、终端接入数据解析等功能。
支持统计与采集终端连接数、终端连接状态、丢包率等数据，并提供标准Restful API接口，供上层应用调研终端数据。
4、结束语
未来服务区物联网设备越来越多，服务区运营者需搭建统一的物联网平台。物联网平台是所有多样化终端及业务数据汇聚、数据标准化的核心，可满足服务区未来复杂业务系统及运营系统的正常运行，支撑智慧服务区建设。
参考文献：
[1]杨武，李军，刘雨薇.高速公路智慧服务区建设与发展思考[J].交通企业管理，2020
[2]叶文超，马涛.物联网平台发展分析及建议[J].广东通信技术，2018，38（12）
[3] 吴功宜 编著;智慧的物联网——感知中国和世界的技术 ;机械工业出版社，2010年
关键词：智慧服务区 物联网平台 Kubernetes
1引言
高速服务区是保证高速公路安全、畅通、方便、快捷通行的重要配套设施，一直以为被认为是高速公路重要的延伸产业。随着技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对高速公路服务区有了新的认识，希望智慧服务区，提供更优质的服务体验;同时，运营者也希望通过物联网、人工智能、大数据等技术，实现智慧服务区，提高自身运营绩效，降低运营成本，优化服务能力，提升品牌形象。
2. 发展现状及存在的问题
近年来，国内大部分省市自治区的服务区都进行了信息化建设，在网络优化及监控基础上，浙江、江苏、安徽等服务区不仅构建了统一经营管理平台，还通过新媒体平台、智能信息查询机、网上订餐预支付手段向公众提供更加便捷的服务;浙江、福建等将高速公路信息化与服务区信息化相结合，将服务区业务延伸至“驾驶过程中”。随着移动互联网的深入发展，也有更多的省份开始服务区电商平台的设计与研发，抢占未来市场。
但是，随着信息技术和网络技术的发展，国内大部分服务区仍然存在以下问题：
（1） 信息化建设盲目性;
（2） 各信息化平台相对独立，缺乏统一管理和协同;
（3） 数据种类繁多，数据归口不统一;
（4） 信息系统积累的数据并未对经营管理和公众服务提供有力的支撑等问题;
因此，如何总结和重新审视服务区的信息化建设，使其在“网络化”的同时，实现“万物互联”，通过“物联网”手段，为下一阶段的经营工作提供“数据”依据，将是智慧服务区建设的重要目标之一。
3. 物联网平台设计
结合高速服务区信息化发展面临的问题及满足未来服务区物联网应用发展需求，本文探讨针对服务区应用的物联网平台设计。
3.1 平台基础架构
作为未来能够为服务区运营工作提供“数据”依据的平台，物联网平台必须具备成熟先进、功能使用、平台稳定、安全可靠、扩展灵活、标准开放、经济实用的功能。
物联网平台总体框架规划如下：
为了满足服务物联网业务灵活增加和扩展，物联网平台采用全分布式、可弹性扩展、基于Docker技术的微服务架构。物联网平台提供通用PaaS功能，包括架构管理子系统、安全管理子系统及认证管理子系统。同时，还需提供物联网基础服务，包括连接管理子系统、设备管理子系统以及用户管理子系统等。
物联网平台需具备如下技术特性：
1） 成熟先进性
物联网平台整体底层基于Kubernetes架构。Kubernetes是一个开源系统，用来自动部署、缩放和管理容器的编排系统，它可以使用多语言并且提供原语服务开通、运行、缩放和分布式管理系统。与此同时Kubernetes是一个多语言和未可知语言的容器管理平台，可以运行原生云和运行传统容器化应用程序。
2） 功能实用性
为保证领域拓展智慧服务区的物联网应用，物联网平台需采用微服务架构。最近几年，微服务架构迅速在整个技术社区蹿红，它被认为是IT软件架构的未来方向。
首先，通过分解巨大单体式应用为多个服务方法解决了复杂性问题。
第二，这种架构使得每个服务都可以有专门开发团队来开发。
第三，微服务架构模式是每个微服务独立的部署。
最后，微服务架构模式使得每个服务独立扩展。
3） 平台稳定性
对于生产环境的应用集群来说，故障是很难完全避免的，所以建立完善的监控预警机制，能够提高遇到问题时的响应速度，帮助快速发现问题，及时通知相关技术人员对故障进行修复，有效的避免或者降低用户损失。与此同时，也必须做好流量控制，防止突发的大流量将服务器压垮。
4） 安全可靠性
为防范未来服务区海量的物联设备对业务应用产生的安全问题，要求在数据保护、防止利用智能终端设备进行远程攻击等方面进行安全管控，采取积极主动防范措施，进一步提高安全性。
5） 灵活扩展性
平台整体采用微服务架构，业务结构拆分明细，在保证对整体业务在线动态横向扩展的同时，也能满足对关键业务的动态扩容。
6） 标准开放性
物联网平台微服务架构基于Docker容器标准，籍此标准可快速定制业务镜像，无缝接入平台。物联网平台提供丰富的REST API，API基于国际标准和国家、行业、企业的有关标准，极大的方便了设备和服务的对接，也为之后的业务拓展奠定了基础。
7） 经济实用性
物联网平台以容器为运行单元，单位机器运行业务服务更多，减少资源消耗，节省硬件开支。物联网平台采用的微服务架构优势在于可对业务细化拆分，籍此保证只扩展关键业务，以此保证以最小资源，支撑更多服务。除此之外，微服务架构还有，开发周期短，迭代方便等一系列优势，减少了人力成本。
3.2 平台功能实现
支撑智慧服务区建设的物联网平台需包含“设备管理”、“连接管理”两个大核心功能，在系统设计时主要涉及管理管理子系统和连接管理子系统。
3.3 连接管理子系统设计
物聯网平台需要支持WIFI、NB-IoT、RFID等不同终端设备的接入，同时支持与其他智慧服务区应用系统的对接。连接管理子系统主要支持网关、终端等设备的连接管理，支持包括WebSocket、MQTT、UDP、TCP、LoRa、NBIoT协议的接入。
（1） 支持网关设备的连接管理
物联网平台网关连接管理用于物联网网关通过MQTT、WebSocket、LoRa等协议接入平台，支持网关接入认证、网关上下线通知等功能。
（2）支持终端设备的连接管理
物联网平台支持物联网终端通过MQTT、LoRa、NB-IoT、UDP、TCP等协议或通过物联网网关进行接入，支持终端的接入认证、终端上下线通知、终端接入数据解析等功能。
支持统计与采集终端连接数、终端连接状态、丢包率等数据，并提供标准Restful API接口，供上层应用调研终端数据。
4、结束语
未来服务区物联网设备越来越多，服务区运营者需搭建统一的物联网平台。物联网平台是所有多样化终端及业务数据汇聚、数据标准化的核心，可满足服务区未来复杂业务系统及运营系统的正常运行，支撑智慧服务区建设。
参考文献：
[1]杨武，李军，刘雨薇.高速公路智慧服务区建设与发展思考[J].交通企业管理，2020
[2]叶文超，马涛.物联网平台发展分析及建议[J].广东通信技术，2018，38（12）
[3] 吴功宜 编著;智慧的物联网——感知中国和世界的技术 ;机械工业出版社，2010年